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恒星质量黑洞爆发时发现的连续红外风

更新时间:2020-09-12 22:52点击:

  来自加纳里亚斯天文学研究所(IAC)的一组研究人员首次检测到X射线双星黑洞爆发时产生的风不断产生红外辐射。

恒星质量黑洞爆发时发现的连续红外风

  到现在为止,这些物质流仅在其他波长范围(例如X射线)或可见光谱内被检测到,这取决于黑洞消耗其周围物质的阶段。这项研究提供了第一个证据,表明风在整个喷发过程中始终存在,而与阶段无关,这代表了对星体质量黑洞积聚的神秘过程的认识上的一个进步。该文章刚刚发表在《天文学和天体物理学》上。

  顾名思义,X射线双星是在X射线中发射强辐射的双星。它们是由一个紧凑的物体(通常是黑洞)和一个恒星伴星形成的。低质量X射线二进制文件(LMXB)具有质量等于或小于太阳质量的同伴。在这些系统中,两颗恒星的轨道距离非常短,以致恒星的某些质量落入黑洞的引力阱中,从而在其周围形成了一层扁平的物质圆盘。此过程称为吸积,该光盘为吸积光盘。

  瞬态X射线双星是那些最初在黑洞上积聚的质量很小并且其亮度太低而无法从地球上探测到的二进制双星,但这些过渡到喷发状态时,黑洞的积聚率增加并且物质光盘中的热量会升高,达到100万到1000万开氏度之间的值。在可能持续数周到数月的喷发期间,系统发出大量的X射线,其亮度增加了几个数量级。

  天文学家仍然不知道在这些增生过程中发生的确切物理过程。“这些系统是物质受到宇宙最强重力场作用的地方,因此X射线双星是物理学实验室,自然界为研究紧凑物体及其周围物质的行为提供了动力。” IAC的博士前研究员,本文的第一作者JavierSánchezSierras解释说。

  科学家需要了解的最重要的物理过程之一是在吸积期间喷出的物质风。IAC研究人员和该文章的合著者TeoMuñozDarias说:“研究这些系统中的风是理解吸积过程的关键,因为风所排出的物质比黑洞所吸收的物质还要多。”

  这篇文章介绍了在2018-2019年爆发的一次喷发中发现的黑洞MAXI J1820 + 070在红外范围内的风。在过去的二十年中,在所谓的“软”喷发期间,在X射线中观察到了风,其中吸积盘发出的辐射占主导地位,显示出很高的发光度。最近,IAC上的同一小组发现了在硬吸积状态下处于可见波长的风,其特征是基本垂直于吸积盘的射流的出现,并在无线电波长强烈发射。

  桑切斯·塞拉拉斯(SánchezSierras)说:“在本研究中,我们已经发现了在喷发完全演变期间在硬和软吸积状态下都存在的红外风,因此它们的存在不依赖于吸积状态。这是第一次观察到这种类型的风。” 研究人员还证明,风的运动学特性与2019年在可见光范围内观察到的相似,达到了1800 km / s的速度。

  “这些数据表明,风是这两种情况下相同,但喷发,这表明该系统的过程中丢失的质量和角动量的进化过程中其知名度改变波长的爆发,”穆尼奥斯Darias解释。这些结果之所以有意义,是因为它们为这些系统的全球风图增添了新的元素,并朝着全面了解恒星质量黑洞的吸积过程迈出了一步。


恒星质量黑洞爆发时发现的连续红外风